CN110333740A - 工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开了一种工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械，该工程机械自动就位方法包括：控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差并检测所述工程机械的姿态变化；在所述路径偏差大于等于第一阈值和/或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶。该工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械可以使工程机械准确停放至指定位置上，减少人工驾驶的误差，提高工作效率。

Description

工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械，具体地，涉及一种工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械。

背景技术

工程机械无人驾驶是未来的发展方向，当今无人驾驶技术越来越多的应用在小汽车上，农业机械在自动驾驶上也取得很大成绩，但是工程机械的无人自动驾驶在国内外基本是空白。特别是多轮(四轮以上)汽车起重机上还没有先例，无法在短时间内精准停靠在指定位置实施吊装作业。

目前汽车起重机都是手动驾驶实现避障从而在预定位置驻车，依靠人工不停调整工程机械方向和增减车速来达到目标停靠。现有驾驶方式操作复杂，对驾驶员要求非常高，要求具备丰富的操作经验，特别是针对多轮汽车起重机(目前至少可以达到十八轮及以上)，在整个就位过程中，驾驶人员需实时关注整车安全状态及周边环境，避免因汽车起重机安全超限(超长、超宽、超高或超重等)或碰撞周边障碍物引发的事故。这种手动驾驶方式，过分依赖人的主观判断，完全凭借操作经验，劳动强度大，且无法在短时间内精准停靠在指定位置实施吊装作业，有时容易因误操作导致安全事故，如空间狭小或周边环境恶劣，对汽车起重机的安全使用也会造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械，该工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械可以使工程机械准确停放至指定位置上，减少人工驾驶的误差，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种工程机械自动就位方法，该方法包括：控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差并检测所述工程机械的姿态变化；在所述路径偏差大于等于第一阈值和/或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶。

优选地，所述规划的路径为：控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行的路径；以及在所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线之后，控制所述工程机械直线行驶到达所述目的地的位置的路径。

优选地，所述控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行包括：检测所述工程机械的起始位置和起始方向；根据所述起始位置和起始方向，确定与所述起始方向相切的最小转弯半径的第一圆；根据所述起始位置和所述目的地的位置，确定与所述起始位置相切的最小转弯半径的第二圆，所述第二圆与所述第一圆相切，且所述第二圆和所述第一圆在所述起始位置和所述目的地的位置之间；控制所述工程机械沿所述第一圆和所述第二圆行驶以进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线。

优选地，该方法还包括：通过双定位天线，采用基于GPS的载波相位差分技术进行动态定位，其中所述双定位天线分别安装在吊臂两侧。

优选地，在所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间具有障碍物时，所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径通过以下方式确定：根据所述障碍物的位置和安全裕度，设置障碍规避位置；确定所述工程机械的起始位置和所述障碍规避位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第一部分；确定所述障碍规避位置和所述目的地的位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第二部分；将所述第一部分和所述第二部分组合为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径。

优选地，该方法还包括：控制所述工程机械的变速箱自动换挡以及控制所述工程机械的发动机的输出扭矩大于负载需求，以控制所述工程机械行驶。

优选地，所述工程机械包括设置在排气口管路上的电磁阀，该方法还包括：在所述工程机械自动制动时，控制所述电磁阀闭合；在所述工程机械解除自动制动时，控制所述电磁阀打开。

本发明实施例还提供一种工程机械自动就位装置，该装置包括：检测单元以及控制单元，其中，所述控制单元用于控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；所述检测单元用于根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差并检测所述工程机械的姿态变化；所述控制单元还用于：在所述路径偏差大于等于第一阈值和/或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶。

优选地，所述规划的路径为：控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行的路径；以及在所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线之后，控制所述工程机械直线行驶到达所述目的地的位置的路径。

优选地，所述控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行包括：检测所述工程机械的起始位置和起始方向；根据所述起始位置和起始方向，确定与所述起始方向相切的最小转弯半径的第一圆；根据所述起始位置和所述目的地的位置，确定与所述起始位置相切的最小转弯半径的第二圆，所述第二圆与所述第一圆相切，且所述第二圆和所述第一圆在所述起始位置和所述目的地的位置之间；控制所述工程机械沿所述第一圆和所述第二圆行驶以进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线。

优选地，该装置还包括：定位单元，用于通过双定位天线，采用基于GPS的载波相位差分技术进行动态定位，其中所述双定位天线分别安装在吊臂两侧。

优选地，在所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间具有障碍物时，所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径通过以下方式确定：根据所述障碍物的位置和安全裕度，设置障碍规避位置；确定所述工程机械的起始位置和所述障碍规避位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第一部分；确定所述障碍规避位置和所述目的地的位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第二部分；将所述第一部分和所述第二部分组合为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径。

优选地，所述控制单元还用于：控制所述工程机械的变速箱自动换挡以及控制所述工程机械的发动机的输出扭矩大于负载需求，以控制所述工程机械行驶。

优选地，所述工程机械包括设置在排气口管路上的电磁阀，所述控制单元还用于：在所述工程机械自动制动时，控制所述电磁阀闭合；在所述工程机械解除自动制动时，控制所述电磁阀打开。

本发明实施例还提供一种工程机械，该工程机械包括上文所述的工程机械自动就位装置。

本发明实施例还提供一种工程机械自动就位系统，该系统包括：车载系统，用于执行上文所述的工程机械自动就位方法；远程终端系统，用于通过电台发送控制指令至所述车载系统，并将所述工程机械的信息显示在移动终端；应急系统，用于手动控制所述工程机械制动或熄火。

通过上述技术方案，采用本发明提供的工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械，该方法包括：控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差并且检测所述工程机械的姿态变化；在所述路径偏差大于等于第一阈值和/或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶，可以使工程机械准确停放至指定位置上，减少人工驾驶的误差，提高工作效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的工程机械自动就位方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的入线方法的流程图；

图3是本发明一实施例提供的规划的路径示意图；

图4是本发明另一实施例提供的规划的路径确定方法的流程图；

图5是本发明一实施例提供的避障路线示意图；

图6A是本发明另一实施例提供的工程机械自动就位方法的流程图；

图6B是本发明一实施例提供的工程机械换挡方法的流程图；

图7A-7B是本发明一实施例提供的工程机械自动制动结构示意图；

图8是本发明一实施例提供的工程机械自动就位装置的结构示意图；

图9是本发明一实施例提供的工程机械自动就位系统的系统拓扑示意图。

附图标记说明

1检测单元2控制单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明一实施例提供的工程机械自动就位方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤S11，控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；

步骤S12，根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差并且检测所述工程机械的姿态变化；

步骤S13，在所述路径偏差大于等于第一阈值和/或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；

步骤S14，控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶。

首先，本发明需对工程机械进行路径规划，进行路径规划的前提是知晓工程机械的起始位置以及目的地的位置(即要去的位置，例如作业位置)。工程机械的起始位置可以通过工程机械定位实现，例如基于GPS的载波相位差分(RTK)技术实现动态定位。在场地附件无遮挡处放置RTK基站，基站接收卫星信号，并实时输出高精度的CMR+差分数据到服务器，车载端布置流动站，流动站采用双定位天线安装，对称安装在驾驶室顶部两侧，天线间距大于1.5m，躲避吊臂的遮挡，可实时给出工程机械的起始位置和起始方向。

流动站通过Internet请求获取服务器输出的高精度的CMR+差分数据，与天线接收到的卫星信号实时运算解算出±2.5厘米的高精度坐标，并将高精度坐标数据传输给工程机械导航终端。

在得到规划的路径之后(具体规划方式将在下文详述)，根据规划的路径以及工程机械的参数(例如工程机械当前的位置)判断工程机械的路径偏差并且检测工程机械的姿态变化(例如使用姿态传感器进行检测)。在路径偏差大于等于第一阈值(优选50cm，但不限于此)和/或姿态变化大于等于第二阈值(例如5°，但不限于此)时，根据预设方向对工程机械进行方向控制，使得工程机械回到规划的路径、方向上行驶，在工程机械在到达规划的路径的目的地的位置时停止行驶。

对于上文所述的方向控制，本发明对非电控转向设备需增加自动转向装置。本发明实施例建立等效模型，将多轴工程机械等效为2轴工程机械，通过2轴的转向控制算法，实现转向控制；首先采集工程机械行驶时的横向偏差和航向角偏差，通过模糊PID控制算法，通过自动转向装置模拟工程机械驾驶员操作方向盘模式，对工程机械转向桥进行控制，同时通过安装在转向桥上的角度传感器，检测工程机械的实际转向角度，将该角度反馈给导航控制器进行闭环控制，以保证转向角度的精确。

图2是本发明一实施例提供的入线方法的流程图。如图2所示，该方法包括：

步骤S21，检测所述工程机械的起始位置和起始方向；

步骤S22，根据所述起始位置和起始方向，确定与所述起始方向相切的最小转弯半径的第一圆；

步骤S23，根据所述起始位置和所述目的地的位置，确定与所述起始位置相切的最小转弯半径的第二圆，所述第二圆与所述第一圆相切，且所述第二圆和所述第一圆在所述起始位置和所述目的地的位置之间；

步骤S24，控制所述工程机械沿所述第一圆和所述第二圆行驶以进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线。

在本发明中，规划的路径包括入线前的路径和入线后行驶的直线路径。因此，入线前的路径即为控制工程机械进入起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与直线平行的路径；入线后行驶的直线路径为在工程机械进入起始位置和目的地的位置之间的直线之后，控制工程机械直线行驶到达目的地的位置的路径。

请参考图3，图3是本发明一实施例提供的规划的路径示意图。以AB连线上部分为例，AC以及CF是第一圆的半径，FD是第二圆的半径，由于第一圆和第二圆的半径是工程机械最小转弯半径(即工程机械转弯能转过的最小圆的半径)，因此二者应该相等，A点为工程机械的起始位置，B点为目的地的位置，图中的曲线即为规划的路径的一部分，工程机械可以延曲线行驶，以完成“入线(AB点形成的线)”。AF点之间的曲线，即为起始位置至所述第一圆与第二圆的切点之间的部分第一圆，FH点之间的曲线，即为第一圆与第二圆的切点至起始位置和目的地的位置的连线与第二圆的切点之间的部分第二圆，HB点之间的连线，即为起始位置和目的地的位置的连线与第二圆的切点至目的地的位置之间的连线，AF点之间的曲线、FH点之间的曲线以及HB点之间的连线的组合即为规划的路径。类似的，对于AB连线下部分，AG点之间的曲线、GI点之间的曲线以及IB点之间的连线的组合即为规划的路径。其中，L0需大于L1和L2。

图4是本发明另一实施例提供的规划的路径确定方法的流程图。如图4所示，该方法包括：

步骤S41，根据所述障碍物的位置和安全裕度，设置障碍规避位置；

步骤S42，确定所述工程机械的起始位置和所述障碍规避位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第一部分；

步骤S43，确定所述障碍规避位置和所述目的地的位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第二部分；

步骤S44，将所述第一部分和所述第二部分组合为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径。

请参考图5，图5是本发明一实施例提供的避障路线示意图。AB点之间有障碍物存在。因此，通过安全裕度计算，设置障碍规避位置C点。这样形成了两条路径，即工程机械需先从A行驶到C点，再从C行驶到B点，从而避开障碍物。因此，本发明使用上文所述的方法，针对AC规划路径形成规划的路径的第一部分，再针对CB规划路径形成规划的路径的第二部分，并组合该两部分，得到AB点之间的规划的路径。

对于未知障碍物，本发明可以在车身周围布置传感器，当在安全区域内检测到障碍物时，控制工程机械制动停车熄火。本发明可以采用超声波传感器。超声波传感器覆盖范围为扇形区域，使用覆盖方式在车头和车尾各安装4个超声波传感器，以达到车前车后行驶路线上面障碍物检测的目的，同时考虑工程机械侧方安全，工程机械两侧各安装2个超声波传感器。

图6A是本发明另一实施例提供的工程机械自动就位方法的流程图。如图6A所示，该方法还包括：

步骤S61，接收油门报文以启动所述工程机械的发动机；

步骤S62，检测所述发动机的转速；

步骤S63，判断所述发动机的转速是否大于预设值；

步骤S64，在所述发动机的转速大于预设值时，控制所述发动机油门开度为需求开度；

步骤S65，闭合离合器以使所述工程机械行驶。

在本发明实施例中，车载控制器CAN总线与发动机ECU总线连接在一起，基于1939协议指令控制发动机转速行驶过程中，模拟油门踏板开度，油门踏板开度与发动机油门大小匹配，控制发动机当前转速下的最大输出扭矩大于需求扭矩；车载控制器CAN总线与发动机ECU总线连接在一起，接到启动命令后，控制器通过1939协议，控制发动机启动，行驶就位后，控制发动机熄火；采用控制器转发换挡手柄指令给变速箱。非自动就位模式下，控制器直接转发换挡手柄的指令；自动就位模式下，发动机具有安全实际转速(例如900，但不限于此)后，再接合变速箱离合器，工程机械起步。

具体换挡流程如图6B所示，在一键泊车(即自动就位)开启时，除了通过上述方法接合离合器以外，还通过CR0032_CAN3接收一键泊车PLC换挡报文，从而使变速箱进行换挡；在一键泊车未开启时，直接基于司机控制油门踏板的加油信号来控制发动机，再进而接合离合器，而换挡则是通过CR0032_CAN4接收总线型换挡手柄换挡报文，从而使变速箱进行换挡。

图7A-7B是本发明一实施例提供的工程机械自动制动结构示意图。如图7A-7B所示，自动制动分行车制动(图7A)和驻车制动(图7B)两部分，采用两路并联的方式。在原回路增加电磁阀(常通)，确保在正常行驶时，原有回路制动效能不受任何影响；在自动制动时，新增回路中的压缩气体不会从原有回路排出；在解除自动制动时，制动回路中的压缩气体能从原有回路中排出。行车制动回路中采用常闭比例电磁阀，通过比例信号实现制动平稳。控制方式为：在工程机械自动制动时，控制电磁阀(常通)闭合；在工程机械解除自动制动时，控制电磁阀(常通)打开。

本发明实施例还具有远程终端系统，远程终端通过无线电台与车载部分进行通信，将测绘地图、站位点、自动就位控制指令发送给工程机械本地控制系统，同时显示工程机械的相关信息。具有如下功能：

1、建立三维场景地图；

2、接收吊装方案的就位地点或直接输入就位地点，将其下传到工程机械本地控制系统；

3、实时显示工程机械本地控制系统的安全状态，包括但不限于GPS状态、通讯电台状态、发动机状态、变速箱状态、燃油油量、车载网络状态、制动系统气压状态，方便操作者监控；

4、显示规划的路径和入期间的行驶轨迹、工程机械状态，工程机械状态包括但不限于工程机械行驶模式、工程机械档位、车速、发动机转速等；

5、可实现远程喇叭、启动、熄火等控制等。

本发明实施例还具有应急系统，配置应急遥控器。遥控器通过单独无线回路与工程机械本地控制系统连接，可实现工程机械在紧急情况下的制动，熄火、喇叭等功能；本发明实施例还保留了手动驾驶模式，手动和自动两套系统独立安装和运行，互不影响，用户可通过驾驶模式选择开关自由选择手动驾驶模式或自动驾驶模式。

本发明实施例能使工程机械准确停放至指定作业工位上，减少人工驾驶的误差，高工作效率；

在复杂的施工场地，实现自动就位操作可以避免驾驶人员安全风险。

自动驾驶与手动驾驶可以随时切换。

有应急处理措施，安全有保障：1、配备遥控紧急制动系统，自动驾驶状态下，车载系统失控时可通过遥控系统实现紧急制动；2、自动驾驶系统出现故障时，通过自动就位开关或信号可以随时切换到手动驾驶模式。

自动就位应用到汽车起重机上，属于行业内首次应用，填补国内空白，具有如下创新：

1、采用模块组合思想，执行回路转向系统、制动系统双回路并联；软件控制程序双路并联，使得手动驾驶和自动驾驶为两套系统独立系统，互不影响，用户可通过驾驶模式选择开关自由选择手动驾驶模式或自动驾驶模式，确保了安全；

2、采用RTK技术进行设备定位和场景测绘重建，定位场景重建精度可达2.5cm；

3、自动进行入场路径规划，本案采用AB线导航和C位空间法进行路径规划，规避已知障碍物；

4、车身周边布置传感器检测行进安全区域内的突发障碍物，当发生时则控制工程机械制动熄火；

5、工程机械自动行驶过程中可实现自动转向、自动制动、自动换挡、自动启动熄火、喇叭鸣叫等控制。自动行驶时始终匹配控制模拟的油门踏板输入开度值与发动机总线油门大小，保证发动机当前转速下的最大输出扭矩始终大于需求扭矩，不会产生熄火现象；

6、制动回路在原回路增加常开电磁阀，确保在正常行驶时，原有回路制动效能不受任何影响；

7、自动制动回路采用电控比例阀进行制动，实现制动平稳；

8、基于等效模型，将多轴起重机底盘的转向系统等效为2轴工程机械，通过2轴的转向控制算法，实现转向控制；

9、RTK获得工程机械行驶时的横向偏差和航向角偏差，安装在转向桥上的角度传感器检测工程机械实际转角，通过模糊PID控制自动转向装置模拟工程机械驾驶员操作方向盘，实现精准自动转向控制；

10、远程终端通过无线电台与车载部分进行通信，将测绘地图、站位点、自动就位控制指令发送给工程机械本地控制系统；

11、远程终端可实时显示工程机械本地控制系统的安全状态，包括但不限于GPS状态、通讯电台状态、发动机状态、变速箱状态、燃油油量、车载网络状态、制动系统气压状态；显示规划的路径和入期间的行驶轨迹、工程机械状态，工程机械状态包括但不限于工程机械行驶模式、工程机械档位、车速、发动机转速等；

12、远程终端可实现远程喇叭、启动、熄火等控制；

13、配置应急遥控器。遥控器通过单独无线回路与工程机械本地控制系统连接，可实现工程机械在紧急情况下的制动，熄火、喇叭鸣叫等功能。

图8是本发明一实施例提供的工程机械自动就位装置的结构示意图。如图8所示，该系统包括：检测单元1以及控制单元2，其中，所述控制单元2用于控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；所述检测单元1用于根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差并检测所述工程机械的姿态变化；所述控制单元2还用于：在所述路径偏差大于等于第一阈值和/或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶。

优选地，所述规划的路径为：控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行的路径；以及在所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线之后，控制所述工程机械直线行驶到达所述目的地的位置的路径。

优选地，所述控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行包括：检测所述工程机械的起始位置和起始方向；根据所述起始位置和起始方向，确定与所述起始方向相切的最小转弯半径的第一圆；根据所述起始位置和所述目的地的位置，确定与所述起始位置相切的最小转弯半径的第二圆，所述第二圆与所述第一圆相切，且所述第二圆和所述第一圆在所述起始位置和所述目的地的位置之间；控制所述工程机械沿所述第一圆和所述第二圆行驶以进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线。

优选地，该装置还包括：定位单元，用于通过双定位天线，采用基于GPS的载波相位差分技术进行动态定位，其中所述双定位天线分别安装在吊臂两侧。

优选地，在所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间具有障碍物时，所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径通过以下方式确定：根据所述障碍物的位置和安全裕度，设置障碍规避位置；确定所述工程机械的起始位置和所述障碍规避位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第一部分；确定所述障碍规避位置和所述目的地的位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第二部分；将所述第一部分和所述第二部分组合为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径。

优选地，所述控制单元还用于：控制所述工程机械的变速箱自动换挡以及控制所述工程机械的发动机的输出扭矩大于负载需求，以控制所述工程机械行驶。

优选地，所述工程机械包括设置在排气口管路上的电磁阀，所述控制单元还用于：在所述工程机械自动制动时，控制所述电磁阀闭合；在所述工程机械解除自动制动时，控制所述电磁阀打开。

上文所述的工程机械自动就位装置的实施例与上文所述的工程机械自动就位方法的实施例类似，在此不再赘述。

图9是本发明一实施例提供的工程机械自动就位系统的系统拓扑示意图。如图9所示，系统由车载系统(包括导航控制系统和工程机械控制系统)、应急系统、远程终端系统四大部分构成；导航控制系统为整个系统的“神经中枢”，实现工程机械定位、转向控制，实现路径计算功能和其他信息服务，并对整个系统的软硬件进行协调、管理；工程机械控制系统实现工程机械启动、熄火、加减速、换挡、制动等基本控制；应急系统实现工程机械在紧急情况下的应急操作，控制工程机械制动，熄火等功能；远程终端通过无线电台与车载部分进行通信，将移动终端的控制指令(例如控制工程机械停车的就位点，即目的地的位置等)发送给车载系统，同时将工程机械的相关信息发给移动终端显示。

本发明实施例还提供一种工程机械，该工程机械包括上文所述的工程机械自动就位装置。

通过上述技术方案，采用本发明提供的工程机械自动就位方法、装置、系统以及工程机械，该方法包括：控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差，或检测所述工程机械的姿态变化；在所述路径偏差大于等于第一阈值或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶，可以使工程机械准确停放至指定位置上，减少人工驾驶的误差，提高工作效率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (16)

1.一种工程机械自动就位方法，其特征在于，该方法包括：

控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；

根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差并检测所述工程机械的姿态变化；

在所述路径偏差大于等于第一阈值和/或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；

控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶。

2.根据权利要求1所述的工程机械自动就位方法，其特征在于，所述规划的路径为：

控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行的路径；以及

在所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线之后，控制所述工程机械直线行驶到达所述目的地的位置的路径。

3.根据权利要求2所述的工程机械自动就位方法，其特征在于，所述控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行包括：

检测所述工程机械的起始位置和起始方向；

根据所述起始位置和起始方向，确定与所述起始方向相切的最小转弯半径的第一圆；

根据所述起始位置和所述目的地的位置，确定与所述起始位置相切的最小转弯半径的第二圆，所述第二圆与所述第一圆相切，且所述第二圆和所述第一圆在所述起始位置和所述目的地的位置之间；

控制所述工程机械沿所述第一圆和所述第二圆行驶以进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线。

4.根据权利要求1所述的工程机械自动就位方法，其特征在于，该方法还包括：

通过双定位天线，采用基于GPS的载波相位差分技术进行动态定位，其中所述双定位天线分别安装在吊臂两侧。

5.根据权利要求1所述的工程机械自动就位方法，其特征在于，在所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间具有障碍物时，所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径通过以下方式确定：

根据所述障碍物的位置和安全裕度，设置障碍规避位置；

确定所述工程机械的起始位置和所述障碍规避位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第一部分；

确定所述障碍规避位置和所述目的地的位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第二部分；

将所述第一部分和所述第二部分组合为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径。

6.根据权利要求1所述的工程机械自动就位方法，其特征在于，该方法还包括：

控制所述工程机械的变速箱自动换挡以及控制所述工程机械的发动机的输出扭矩大于负载需求，以控制所述工程机械行驶。

7.根据权利要求1所述的工程机械自动就位方法，其特征在于，所述工程机械包括设置在排气口管路上的电磁阀，该方法还包括：

在所述工程机械自动制动时，控制所述电磁阀闭合；

在所述工程机械解除自动制动时，控制所述电磁阀打开。

8.一种工程机械自动就位装置，其特征在于，该装置包括：

检测单元以及控制单元，其中，

所述控制单元用于控制所述工程机械从起始位置以规划的路径行驶；

所述检测单元用于根据所述规划的路径以及所述工程机械的参数判断所述工程机械的路径偏差并检测所述工程机械的姿态变化；

所述控制单元还用于：

在所述路径偏差大于等于第一阈值和/或所述姿态变化大于等于第二阈值时，根据预设方向对所述工程机械进行方向控制；

控制所述工程机械在到达所述规划的路径的目的地的位置时停止行驶。

9.根据权利要求8所述的工程机械自动就位装置，其特征在于，所述规划的路径为：

控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行的路径；以及

在所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线之后，控制所述工程机械直线行驶到达所述目的地的位置的路径。

10.根据权利要求9所述的工程机械自动就位装置，其特征在于，所述控制所述工程机械进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线，并且所述工程机械的朝向与所述直线平行包括：

检测所述工程机械的起始位置和起始方向；

根据所述起始位置和起始方向，确定与所述起始方向相切的最小转弯半径的第一圆；

根据所述起始位置和所述目的地的位置，确定与所述起始位置相切的最小转弯半径的第二圆，所述第二圆与所述第一圆相切，且所述第二圆和所述第一圆在所述起始位置和所述目的地的位置之间；

控制所述工程机械沿所述第一圆和所述第二圆行驶以进入所述起始位置和目的地的位置之间的直线。

11.根据权利要求8所述的工程机械自动就位装置，其特征在于，该装置还包括：

定位单元，用于通过双定位天线，采用基于GPS的载波相位差分技术进行动态定位，其中所述双定位天线分别安装在吊臂两侧。

12.根据权利要求8所述的工程机械自动就位装置，其特征在于，在所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间具有障碍物时，所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径通过以下方式确定：

根据所述障碍物的位置和安全裕度，设置障碍规避位置；

确定所述工程机械的起始位置和所述障碍规避位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第一部分；

确定所述障碍规避位置和所述目的地的位置之间的规划的路径，作为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径的第二部分；

将所述第一部分和所述第二部分组合为所述工程机械的起始位置和所述目的地的位置之间的规划的路径。

13.根据权利要求8所述的工程机械自动就位装置，其特征在于，所述控制单元还用于：

控制所述工程机械的变速箱自动换挡以及控制所述工程机械的发动机的输出扭矩大于负载需求，以控制所述工程机械行驶。

14.根据权利要求8所述的工程机械自动就位装置，其特征在于，所述工程机械包括设置在排气口管路上的电磁阀，所述控制单元还用于：

在所述工程机械自动制动时，控制所述电磁阀闭合；

在所述工程机械解除自动制动时，控制所述电磁阀打开。

15.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括权利要求8-14中任意一项权利要求所述的工程机械自动就位装置。

16.一种工程机械自动就位系统，其特征在于，该系统包括：

车载系统，用于执行权利要求1-7中任意一项权利要求所述的工程机械自动就位方法；

远程终端系统，用于通过电台发送控制指令至所述车载系统，并将所述工程机械的信息显示在移动终端；

应急系统，用于手动控制所述工程机械制动或熄火。